A的专利采用多bit命令，这样带来的影响是唤醒信号发射端和唤醒信号接收端实现电路复杂，从而增加了唤醒接收机自身的功耗，对降低无线网络节点功耗不利。
[0021]不同天线其所对应的中心工作频率不一样，因此选用特定频段的天线可以排除其他频段信号对无线唤醒接收机的干扰；阻抗匹配电路的作用是保证后级信号处理电路阻抗与天线阻抗匹配，从而使得后级信号处理电路得到最大输入功率，并且对工作频率有选择作用；N级倍压整流电路将从天线接收到电磁脉冲信号放大N倍，使其满足比较器的最小比较电压，最终与比较器参考电压比较输出唤醒信号，其中设计N级倍压整流电路时，应考虑输出稳态响应时间与输出纹波大小的平衡，理论上输出稳态响应时间越短越好，输出纹波越小越好，但二者不可兼得。
[0022]为方便描述。以频率433MHz为载波的唤醒信号为例说明本方式的可行性，射频信号链路信号传输理论计算:射频信号空间衰减计算公式为Ls==92.4+20*logl0 (d)+20*logl0 (f)，其中d为距离，单位为km ；f为频率，单位为GHz ；贝丨J如果无线网络节点与主设备之间距离为2m，采用的唤醒信号的载波为433MHz，则空间衰减_32dB，如果发射功率为1dBm时，唤醒信号发射端和唤醒信号接收端天线的增益为2dB，则在无线网络节点天线一侧的接收功率为-18dBm，对应的输出电压为28mv，比较器的参考电压设置为500mv，理论上采用4级倍压整流可满足应用要求。
[0023]具有无线唤醒功能的物联网、短距离无线网络节点与主设备之间进行通信的示意图如图4所示。当无需无线网络节点工作时，节点的主芯片所有功能都处于深度睡眠状态，而唤醒接收电路一直处于检测状态；当主设备对指定无线网络节点有通信需求时，向无线网络节点发射一个电磁波脉冲信号，无线网络节点的唤醒接收电路接收到该信号后，对其进行相应处理，产生一个触发信号，触发主芯片由深度睡眠状态变为工作状态，此时，主设备可以与无线网络节点之间建立通信，通信结束后由于唤醒信号发射端的停止发射电磁波脉冲信号，主芯片重新进入深度睡眠状态，而唤醒接收电路则继续处于检测状态，等待下一次通?目需求。
[0024]由此可得实际射频信号链路测试结果:
采用的唤醒信号的载波为433MHz，唤醒信号发射端天线增益和唤醒信号接收端天线增益都为2dB，主设备发射电磁波脉冲信号的功率为lOdBm，实测能满足触发网络节点工作的最大距离为2m。测试结果表明，采用上述方案提出的无线唤醒接收机，满足了节点短距离无线唤醒的设计要求，从而降低节点无用功耗，延长了节点电池的寿命。
[0025]采用上述方案的无线网络节点功耗测试结果:无线网络节点工作时平均功耗约为1500uW，待机功耗约为45uW，如果按每天工作两次，一次工作lOmin，则无线网络节点的平均功耗约为66uW。
[0026]若采用定时唤醒方案，周期设为每半个小时唤醒一次，且同样每天工作两次，一次工作lOmin，其功耗测试结果:无线网络节点工作是平均功耗约为1500uW，待机功耗约为60uff,则无线网络节点的平均功耗约为720uW，显然采用上述方案优于采用定时器唤醒方案。
[0027]若采用专利号103023522A所描述的实现方式:由于本文提出的方案与专利号103023522A所提出的方案都采用了无线唤醒机制，因此对于同一主芯片采用不同无线唤醒接收机的应用中，主芯片的功耗相同，专利号103023522A提出的无线唤醒接收机自身功耗为86.6uW，而本文提出的无线唤醒接收机自身功耗为450nW，因此，采用本文所提出的方案同样优于专利103023522A的方案。
[0028]通过对上述方案的射频信号链路调试结果和节点功耗测试结果分析及与其他方案的对比，采用上述方案的无线唤醒接收机通过无线唤醒机制能够有效的降低节点无用功耗，延长了节点电池使用寿命，提高了能源利用率。
[0029]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
【主权项】
1.一种短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路； 所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号； 所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配； 所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号； 所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。2.根据权利要求1所述的短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于所述主芯片还同传感器、电源管理模块以及电池相连接，所述电源管理模块还同比较电路以及传感器相连接。3.根据权利要求1所述短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于匹配电路采用LC匹配电路实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配。4.根据权利要求1所述短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于N级倍压整流电路为无源电路结构，其不消耗能量。5.根据权利要求1所述短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于比较器的功耗为nw级。6.根据权利要求2所述的短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于所述电源管理模块包括连接在电池的阳极与阴极间的恒压器以及模拟开关电路，还有连接于模拟开关电路输出端的振荡器，所述振荡器的输出端带有电子倍增器，所述振荡器还连有整流滤波电路。
【专利摘要】一种短距离超低功耗无线唤醒接收机，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路；所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号；所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配；所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号；所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。采用本发明的无线唤醒接收机通过无线唤醒机制能够有效的降低节点无用功耗，延长了节点电池使用寿命，提高了能源利用率。
【IPC分类】H04B1/18, H04W52/02, H04B1/16
【公开号】CN105188114
【申请号】CN201510371754
【发明人】张君, 赵安兵, 卢国辉, 严秀晨, 徐伟
【申请人】江苏军一物联网股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月30日